反激式开关电源设计计算详解：变压器耦合与参数选择

反激式开关电源的设计计算是一种常见的电力转换技术，尤其适用于小功率的AC-DC转换，如100瓦以下应用。这种变换器的基本原理是将Buck/Boost变换器中的电感转化为变压器，通过简单的电路结构、较少的元器件和较低的成本，实现隔离，并且在多输出场合表现出优势。 设计反激式开关电源时，首先需要考虑的关键参数包括交流输入电压的范围（Umin和Umax），电网频率（通常为50Hz或60Hz），以及开关频率（推荐20kHz以上，常见值为50kHz到200kHz）。输出电压Vo、输出功率Po以及电源效率k也是重要因素，一般情况下，效率在75%到85%之间，具体取决于输出电压等级。低电压输出时效率较低，高压输出时效率较高。 选择输入滤波电容Cin是设计的重要环节，滤波电容的选取依据交流输入电压稳定性及输出功率。对于宽范围交流输入，比如85~265 Vac，每输出1W功率对应的电容容量为3uF至4.5uF；固定输入电压（如100V/115V）下，比例系数稍低，约为1uF/W；而对于230V±35V的输入，可选用1uF/W。当采用倍压输入时，可能需要两倍容量的电容串联。 在计算直流输入电压最小值Vimin时，涉及到整流桥的响应时间tc（一般为3ms），通过公式 Vimin = (C1 * Fa / k) * tctc / 2 来确定，或者反过来根据所需的Vimin反推Cin的大小。这个步骤确保了电源在启动和负载变化时能够稳定工作。 设计反激式开关电源时，核心部分包括脉宽调制控制器，它通过调整功率开关管的通断，实现电压的调节和稳压；锯齿波发生器提供时钟信号；闭环调节系统由误差放大器和比较器组成，以保证输出电压的精度和稳定性。 反激式开关电源的设计计算需要对电气参数有深入理解，包括变压器设计、滤波电路的选择、控制策略的实施以及效率和稳定性的考虑，这些都是实现高效、可靠和成本效益高的电力转换的关键要素。